新能源混合動力汽車，由於其增加了電機動力源，所以可設計出不同的動力系統操作模式，使車輛在降低油耗的同時，進一步提升使用者駕駛樂趣，另外這些操作模式可以作為使用者購置車輛的魅點宣傳。本文主要從混合動力汽車的操作模式進行分析，並對後續的設計展望進行論述。
1 新能源車型操作模式分類
本文主要列舉奧迪和賓士品牌的新能源混合動力車型進行對比分析，這些新能源動力系統構型都是P2構型。奧迪品牌列舉e-tron系列車型，比如A3和Q7的新能源混動車型，操作模式有Hybrid Auto、EV、Hold、Charge，如圖1儀表介面所示；賓士品牌列舉C350和S500的混合動力車型，操作模式有Hybrid、EMode、E-Save、Charge，如圖2儀表介面所示。經對標分析，這4種模式分別對應的基本功能是一樣的，只是命名方式有所不同。比如針對電量保持模式，奧迪命名為Hold模式，賓士命名為E-Save模式，但這兩個模式表現出來的整車駕駛感覺及功能策略基本類似。本文主要基於這4種操作模式進行詳細對比分析，包括混動模式、純電動模式、電量保持模式、電量強充模式。
1。1 奧迪A3 e-tron車型動力引數
奧迪A3 e-tron車型搭載了1。4T發動機，6擋變速箱，75 kW電機，8。8 kWh電池以及對應的控制單元。其6擋變速箱有運動模式和手動換擋功能，在方向盤後面有換擋撥片，同時還可以進行能量回收強度的調節。A3 e-tron整車的動力引數如下表1所示。
圖1 奧迪e-tron操作模式選擇介面
圖2 賓士S500操作模式選擇介面
表1 Audi A3 e-tron車型動力引數
1。2 奧迪Q7 e-tron車型動力引數
奧迪Q7 e-tron車型搭載了2。0T發動機，8擋變速箱，94 kW電機，17。3 kWh電池以及對應的控制單元，Q7 e-tron整車的動力引數如下表2所示。
表2 Audi Q7 e-tron車型動力引數
1。3 賓士C350混動車型動力引數
賓士C350混動版車型搭載了2。0T發動機，7擋變速箱，60 kW電機，6。2 kWh電池以及對應的控制單元，賓士C350混動版整車的動力引數如下表3所示。
表3 賓士C350混動版車型動力引數
1。4 賓士S500混動車型動力引數
賓士S500混動版車型搭載了3。0T雙渦輪增壓發動機，7擋變速箱，85 kW電機，8。7 kWh電池以及對應的控制單元，賓士S500混動版整車的動力引數如下表4所示。
表4 賓士S500混動版車型動力引數
2 新能源車型操作模式分析
在混動模式（Hybrid Auto Mode）下，其設計意圖主要是根據能效最優的原則進行驅動車輛行駛，優點是在於能量效率最最佳化，缺點是面對有些複雜的行駛任務難以適應。在純電動模式（EV Mode）下，其設計意圖主要是讓整車動力系統用電驅動，策略上減少用油。在電量保持模式（Hold Mode）下，其設計意圖是維持當前電池SOC（State of Charge），為未來純電或大功率行駛保持電量。在電量強充模式（Charge Mode）下，其設計意圖是提高當前電池SOC，為未來純電或大功率行駛預留足夠多的電量。EV、Hold、Charge這三種模式的優點是為使用者提供了自主規劃電量使用策略的途徑，使用者可以根據行駛任務自行切換，在降低油耗的同時，能提高駕駛樂趣，缺點是需要使用者對操作模式有一些瞭解，如需要參考使用者手冊說明等。概括起來，Hybrid Auto模式主要是合理使用發動機和電機兩個動力源的能量，EV模式是最大化使用電能，Hold模式是保持SOC電量在一定範圍，Charge模式是對電池強充電，提升電量。
2。1 Hybrid Auto模式功能策略分析
在Hybrid Auto模式下，動力系統根據路況及使用者駕駛風格自動決定混合動力驅動策略，原則上儘量使用電池進行電驅動行駛，儘量不起動發動機，以降低排放。但是如果使用者有急加速或者大扭矩駕駛需求時，也可以控制發動機起動。若使用者選擇了導航並設定了目的地，系統會參考預測的道路資料制訂精確的驅動策略，以充分使用電能而非燃油。Hybrid Auto模式下的功能策略分析如下表5所述。
表5 Hybrid Auto模式功能策略分析
2。2 EV模式功能策略分析
在EV模式下，當預計電池電量可以滿足剩餘行駛里程，或者在城市擁堵工況下，若剩餘的電量可以完成整個擁堵工況，且擁堵工況結束後就有機會給電池充電，比如回家充電或者充電站充電，則可選擇EV模式。當車輛純電驅動時，若整車出現了相關情況，比如觸發強制降擋、駕駛員變速桿掛入S擋、車速超過限值或者電池溫度低於限值，則系統會自動退出EV模式。EV模式下的功能策略分析如下表6所述。
表6 EV模式功能策略分析
2。3 Hold模式功能策略分析
在Hold模式下，如果下一段行駛路程為城市擁堵工況或山地工況，則可根據擁堵時間和里程等因素來估算擁堵過程中需要消耗的電池SOC，得到最低SOC要求，在進入低效率或大功耗工況前等SOC到達目標值後，可選擇Hold模式。系統會盡量維持高壓電池中的電量不變，使用很少一部分電能。Hold模式下的功能策略分析如下表7所述。
2。4 Charge模式功能策略分析
在Charge模式下，如果下一段行駛路程為城市擁堵工況或山地工況，則可根據擁堵時間和山地裡程等因素來估算擁堵過程中需要消耗的電池SOC，得到最低SOC要求，在進入低效率或大功耗工況前若當前SOC低於最低SOC要求，可選擇Charge模式給電池充電。系統會盡量為高壓電池充電，為下一段距離較長純電行駛做準備。Charge模式下的功能策略分析如下表8所述。
表7 Hold模式功能策略分析
表8 Charge模式功能策略分析
3 操作模式智慧控制分析
3。1 基於雷達的能量回收策略
基於雷達的能量回收控制策略可以透過檢測本車與前車的距離進行提前預判，以觸發能量回收機制。當本車接近前車時，可以透過加速踏板振動提醒使用者鬆開加速踏板，此時車輛將進入滑行模式或能量回收模式。當本車檢測到與前車的距離縮短，則可以主動啟用能量回收策略，對車輛進行提前減速。透過藉助雷達資訊，達到不僅控制車輛安全駕駛，也能提前回收一些能量，提高整車的續駛里程。
3。2 基於路徑的智慧能量管理策略
基於路徑的智慧能量管理控制策略，可以根據導航以及交通路況等資訊，合理規劃電量使用情況，以提升整個行駛任務的總體能量利用率。根據雷達、交通訊號燈、限速標誌、轉彎及環路等路況資訊，控制系統計算出最佳的車輛滑行時機，並提醒駕駛員鬆開踏板。在需要的時候進行主動能量回收，有效減少機械制動頻繁參與，減少能量浪費。
3。3 基於提前預測的智慧控制策略
基於提前預測的智慧控制策略，可以利用導航資訊來判斷車輛什麼時候應該對電池充電以及充多少電量，儘量減少燃油消耗。比如，根據導航提供的道路坡度資訊，當車輛要經過一個山坡的時候，在上坡時採用電機輔助驅動車輛，減少發動機燃油消耗，在下坡時可充分回收能量。基於導航資訊，控制系統保證車輛到達坡頂時電池電量達到一定值，下坡時回收的能量恰好充滿電池，從而實現節能減排。
4 能量管理模式設計分析
針對整車的能量管理功能開發設計，本文也提出相應的系統架構方案，根據車輛工況資訊，實現電能的充分及高效利用。如圖3，利用導航系統使用者出行規劃和路況預測功能，獲取總體路況資訊或者臨近的幾個路段資訊，然後進行全域性能量規劃，並基於操作模式的選擇和電池SOC值情況，進行車輛行駛控制。同時，車輛可以反饋當前可用的電能和實際能耗情況，以支援閉環控制開發。
圖3 能量管理模式開發架構圖
未來的能量管理策略應充分與車載導航系統相結合，開發基於導航的智慧控制策略，根據行駛任務及路況資訊，智慧規劃各路段的電能使用策略，提升能量利用效率。基於導航系統獲取當前實時或將來的路況資訊，結合工況及行駛特徵進行工況預測，根據典型工況里程、能耗特性，後續工況的型別及長度，進行全域性能量規劃。然後根據當前實際SOC、選擇的操作模式以及目標SOC，進行混動控制策略開發，實現能量管理功能。
5 結束語與展望
在汽車電氣化、智慧化、網聯化不斷髮展的趨勢下，如何設計出更為有效的駕駛模式以供使用者選擇和使用是新能源汽車動力系統功能開發的關鍵技術點之一。
（1）目前自主開發的新能源車駕駛模式一般有經濟模（Eco Mode）、正常駕駛模式（Normal Mode）、運動模式（Sport Mode），建議引入 Hybrid Auto、EV、Hold、Charge等管理模式，以增加產品魅點，並考慮在實車上顯示相關的模式狀態，而其他的顯示則可遵循國家標準。
（2）在車輛功能開發過程中應積極探討類似的模式方案，比如能量回收模式等級分為強、中、弱，可以由使用者選擇合適的能量回收等級模式，以增加車輛駕駛樂趣。
（3）隨著未來智慧網聯技術的不斷髮展，各類操作模式應緊密結合智慧網聯進行協同開發，在不同的車輛駕駛模式下，開發基於導航路徑的智慧能量管理策略，智慧規劃不同能量的使用策略，同時娛樂系統和HMI設計出不同的車輛駕乘氛圍。